DE19651691A1

DE19651691A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erschmelzen von Glas mit gleichzeitiger Abgasreinigung

Info

Publication number: DE19651691A1
Application number: DE19651691A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Pieper
Original assignee: Beteiligungen Sorg GmbH and Co KG
Current assignee: Beteiligungen Sorg GmbH and Co KG
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1997-08-07
Anticipated expiration: 2016-12-13
Also published as: DE19651691C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erschmelzen von Glas in einem Glas schmelzofen unter Zugabe von Glasrohstoffen, die in einem Wärmetauscher durch die Ofenabgase vorgewärmt werden, wobei eine Entfernung von Schad stoffen aus den Ofenabgasen durch Zugabe mindestens eines adsorbieren den Stoffs und durch Filterung in einem Feststoffabscheider erfolgt und wobei die Filterstäube den Glasrohstoffen wieder zugeführt werden.

Bisher galt die Glasindustrie als eine Industrie, bei der aufgrund der hohen Temperaturen keine Dioxine und Furane beim Fabrikationsprozeß entstehen können.

Mit Zunahme der recycelten Glasscherbenmengen haben Messungen jedoch gezeigt daß Dioxine und Furane unter bestimmten Umständen durch De-Novo-Synthese entstehen können. Nämlich immer dann, wenn bei der Ge menge- oder Scherbenvorwärmung oder auch im Doghouse-Bereich der Wan ne die Bedingungen anzutreffen sind, die zu einer De-Novo-Synthese von Di oxinen und Furanen führen können.

Diese Bedingungen sind:

- ein Temperaturbereich von etwa 250 bis 400°C
- das Auftreten von Chlor
- das Auftreten von Metall
- und das Auftreten von Kohlenstoff.

In den recycelten Glasscherben finden sich sowohl Kohlenstoff in Form von Papier, Zucker und dergleichen, Metalle - vorwiegend Aluminium, Kupfer, Blei und Eisen - und Chlor aus den Kunststoffverunreinigungen, die auch in den Scherben zu finden sind.

Bei entsprechender Konzentration kommt es nun zur Bildung von Dioxinen und Furanen, die dann mit dem Abgas abgeführt werden. Diese Bildung von Dioxinen und Furanen findet auch bei indirekten Vorwärmern statt, so daß die ses Problem generell besteht.

Bei indirekten Vorwärmern können die Brüden-Abgase der Verbrennungsluft zugemischt oder irgendwo sonst im Hochtemperaturteil der Wanne eingege ben und so zerstört werden. Bei direkten Vorwärmern oder auch im Dog house-Bereich der Wanne entstehenden Dioxinen und Furanen kann nicht ausgeschlossen werden, daß eine zu hohe Konzentration im Abgas vorgefun den wird. Der Grenzwert der 17. Bundes-Immissionsschutz-Verordnung (BImSchV) beträgt 0,1 ng/Nm³. Die Konzentrationen, die darüber hinausge hen, sind bereits im Abgas von Glasschmelzwannen gemessen worden, ins besondere dann, wenn ein Scherbenvorwärmer in Betrieb war.

Eine andere Quelle der Dioxin- und Furanbildung in der Glasindustrie kann auch die Heißendvergütung der Flaschen sein. Bei der Heißendvergütung wird zur Vermeidung von Rißbildung und zum Oberflächenschutz heißes Zinnchlo rid auf die noch heißen Flaschen gesprüht. Die Abdämpfe dieser Heißendver gütungen können durchaus auch zur Dioxin- und Furanbildung führen und werden normalerweise auch in den Abgasstrom der Schmelzwanne mit einge leitet.

Durch die DE 43 01 353 C1 ist es bekannt, die beim Verglasen von Abfallstof fen mit Kohlenstoffanteilen entstehenden Dioxine und Furane durch eine Nachverbrennung in einer besonderen Brennkammer zu zerstören und die Ab gase aus der Brennkammer einem indirekten Wärmetauscher für Gemenge zuzuführen. Es wird weiterhin vorgeschlagen, dem Gemenge im Wärme tauscher zur chemischen Bindung von Chlor und Schwefelstückigen Brand kalk zuzusetzen. Die Nachverbrennung setzt jedoch die Anwesenheit und/oder Zufuhr von Sauerstoff voraus. Der stückige Brandkalk eignet sich nicht für Flugstaubreaktionen und bindet außerdem nicht eventuell noch vorhande ne unzerstörte Dioxine und Furane. Die Verwendung von Zeolithen zur Ad sorption von Dioxinen und Furanen ist nicht angesprochen.

Durch die EP 0 217 480 B1 ist es bekannt, umweltschädliche Stickstoffverbin dungen wie NO_x aus industriellen Verbrennungsvorgängen in Gegenwart von Ammoniak durch katalytische Wirkungen an Zeolithe zu binden, wobei auch Kohlenwasserstoffe wie Hexan zersetzt werden. Es ist jedoch nicht angege ben, daß die beladenen Zeolithe innerhalb eines Verglasungsprozesses als Glasbildner eingesetzt werden können.

Gemäß der Veröffentlichung der Firma Lurgi (Titel: "Zeolithe zur Dioxin/Furan- und Schwermetallabscheidung"; Autoren: G. Mayer-Schwinning, H. Herden, H.W. Bräuer; veröffentlicht in: "Staub - Reinhaltung der Luft" 55 (1995), S. 183-188, © Springer-Verlag 1995) sind Zeolithe in einem Temperaturbereich über 180°C durchaus in der Lage, erhebliche Dioxin- und Furanmengen zu adsorbieren. In einem Flugstromreaktor und in der zirkulierenden Wirbel schicht wird von einem Abscheidegrad von 95% berichtet.

Soweit die Entsorgung der beladenen Zeolithe in einem Glasschmelzverfahren angesprochen ist, geht es um die sogenannte "Verglasung", d. h., die Einbet tung in Glaskörper zusammen mit der Flugasche, die bei den beschriebenen Verbrennungsvorgängen von Abfällen in großen Mengen anfällt. Derartige Glaskörper sind jedoch keine hochwertigen Gebrauchsgegenstände wie Fen sterscheiben, Flaschen und Trinkgläser, sondern allenfalls Gehwegplatten, die wegen des hohen Gehalts an Fremdstoffen nicht transparent sind. Üblicher weise werden die Glaskörper einer Deponie zugeführt.

Durch den Aufsatz von Enninga u. a. (Titel: "Practical experience with raw-ma terial preheating on glass melting furnaces"; veröffentlicht in: "Glastechnische Berichte" 65 (1992), Nr. 7, S. 186-191, © Deutsche Glastechnische Gesell schaft eV) ist es bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung bekannt, in eine Abgasleitung, die von einem Vorwärmer für die Glasrohstoffe zu einem Feststoffabscheider führt, Kalziumhydroxid einzuspeisen, um Chlori de, Fluoride und Schwefeloxide chemisch zu binden und die Verbindungen in dem Feststoffabscheider als Filterstaub aufzufangen, der dem Glasrohstoff und damit dem Endprodukt zugeführt wird. Die Verwendung von Zeolithen ist nicht angegeben.

Der Einsatz von Zeolithen würde bei einem solchen Verfahren zu enormen Kosten führen, weil Zeolith, insbesondere in Form feinster Pulver, extrem teuer ist. Der Zeolith, der durch seine große innere Oberfläche große Mengen an Schadstoffen adsorbieren kann, würde auch kaum ausgenutzt, da er als Filterstaub aus dem Feststoffabscheider in der gesamten Menge sofort wieder dem Glasrohstoff zugeführt wird. Dadurch würden dem Glas unerwünscht große Mengen an Zeolithen zugeführt, die dem Glas eine Färbung verleihen.

Durch die WO 82 103 386 und die WO 84 101 365 ist es bekannt, Zeolithe in großen Mengen als Glasbildner zur Bildung einer Glasmatrix einzusetzen, um Glasfasern, Flachglas und Behälterglas herzustellen. Auf die Gefahr einer Farbtönung des Glases durch Metalloxide in den Zeolithen wird ausdrücklich hingewiesen. Soweit andere Glasbildner wie Glasscherben eingesetzt werden sollen, werden deren Anteile in der WO 82 103 386 auf maximal 30 Gewichts prozent beschränkt. Die WO 84 101 365 läßt höhere Anteile an anderen Glas bildnern zu, verweist aber gleichfalls auf die Färbung des Glases durch natür liche Begleitstoffe in den Zeolithen.

Die Verwendung der Zeolithe als Adsorber für Schadstoffe aus der Gasatmo sphäre des Ofens ist in den vorstehend genannten Schriften auch nicht ange sprochen, desgleichen keine Verfahrensführung, bei der sich diese Wirkung zwangsläufig ergäbe. Dagegen sprechen schon die Mengen der eingesetzten Zeolithe im Verhältnis zu den Gasmengen und erst recht zu den Mengen der Schadstoffe in den Gasen. Es kann daher angenommen werden, daß die Zeo lithe in der billigeren gröberen Form eingesetzt werden, so daß die für Adsorp tionszwecke benötigte innere Oberfläche der Zeolithe größtenteils gar nicht zur Wirkung kommen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vor richtung zum Herstellen von Glas anzugeben, bei denen nur sehr geringe rela tive Mengen von adsorbierenden Stoffen benötigt werden, die keine Verfär bung des Glases verursachen, und bei denen diese adsorbierenden Stoffe sehr intensiv ausgenutzt werden, bevor sie letztendlich unter Vernichtung der adsorbierten Schadstoffe, insbesondere von Dioxinen und Furanen, in der Glasschmelze aufgehen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß

a) als adsorbierender Stoff mindestens ein pulverförmiger Stoff aus der Gruppe der Zeolithe verwendet wird,
b) frische Zeolithe den Abgasen hinter dem Wärmetauscher zugesetzt und mit den Abgasen im Schwebezustand durch einen Vorabscheider geführt werden, aus dem der überwiegende Teil der teilbeladenen Zeolithe abge schieden, abgezogen und dem Abgasstrom hinter dem Wärmetauscher in einem Zeolith-Kreislauf wieder beigemischt wird,
c) die Abgase aus dem Vorabscheider mit der nicht aus diesen abgezoge nen Teilmenge an Zeolithen dem Feststoffabscheider zugeführt werden, in dem die mit den Schadstoffen beladenen Zeolithe als Filterstaub auf gefangen und dem Glasrohstoff zugeführt werden, und daß
d) die an den Feststoffabscheider abgegebene Teilmenge der Zeolithe durch Zugabe frischer Zeolithe hinter dem Wärmetauscher ergänzt wird.

Zeolithe sind kristalline, hydratisierte Alumosilicate, synthetisiert oder natürlich vorkommend, mit Gerüststruktur, die Alkali- bzw. Erdalkalikationen enthalten. Die empirische Formel lautet: M_2/nO · Al₂O₃ · xSiO₂ · yH₂O (x 2). Die Eigen schaften der Zeolithe können durch Temperaturbehandlung, Änderung des Verhältnisses SiO₂/Al₂O₃, Zusatz von Platin und Behandlung in Schüttungen verschiedener Geometrie sehr stark verändert werden. Sie erlauben es, Kata lysatoren sozusagen "maßzuschneidern". Das Kristallgitter der Zeolithe bildet ferner ein streng regelmäßiges Poren-Hohlraum- oder Kanalsystem. Neben weiteren Vorzügen haben deshalb die Zeolithe die sogenannte Formselektivi tät. Im Inneren der zeolithischen Hohlräume können solche Moleküle umge setzt werden, die die Zeolith-Poren passieren können (Porenweite < 0,7 nm) und in die Hohlräume des Katalysators passen (Auszug aus: "Stickstoffoxide und Luftreinhaltung: Grundlagen, Emissionen, Transmission, Immissionen, Wir kungen"; Autor: Kolar, J.; Seite 146, © Springer-Verlag 1990).

Die erfindungsgemäße Verwendung von Zeolithen bei den besagten Glas schmelzverfahren beruht auf folgenden Vorteilen:
Zeolithe

- adsorbieren die Schadstoffe in einem Temperaturbereich, der beim Vor wärmen der Glasrohstoffe auch von den Ofenabgasen durchlaufen wird, quantitativ und selektiv,
- haben eine hohe Adsorptionsgeschwindigkeit,
- können relativ zum Eigengewicht große Mengen von Dioxinen und Fura nen adsorbieren,
- können in den erforderlichen geringen Mengenanteilen zu den Glasroh stoffen von der Glasschmelze als Glasbildner aufgenommen werden, wo bei die Dioxine und Furane wegen der hohen Schmelzentemperaturen restlos zerstört und in unschädliche Gase umgewandelt werden,
- sind unbrennbar und können mehrfach in einem Kreislauf verwendet werden,
- sind resistent gegen Mineralsäuren,
- können mit hydrophoben Eigenschaften versehen werden.

Der Kern der Erfindung besteht gewissermaßen darin, dem Abgasstrom hinter dem Wärmetauscher einen inneren Kreislauf mit einem Vorabscheider zu überlagern, durch den die fein- bis feinstkörnigen Zeolithe im Schwebezustand mit den Abgasen geführt und aus dem sie pro Umlauf nur in sehr geringen Teilmengen abgezogen werden, so daß die Zeolithe bis zur Erschöpfung ihres Adsorptionsvermögen ausgenutzt werden können.

Wenn zum Beispiel durch das Abgas aus dem Vorabscheider 5% der Zeolith-Menge bis zum Feststoffabscheider mitgerissen und dort ausgeschieden wer den, dann werden 95% der Zeolith-Menge im Kreislauf geführt und wiederholt den Abgasen ausgesetzt. Die ausgeschiedenen 5% werden dann durch fri sches Zeolith ersetzt.

Sofern sich herausstellt, daß die derart ausgeschiedene Teilmenge zu gering ist, kann entweder durch strömungstechnische Maßnahmen dafür gesorgt werden, daß die mitgerissene Partikelmenge vergrößert wird, oder hinter dem Feststoffausgang des Vorabscheiders wird eine weitere Teilmenge der Zeo lithe abgezogen, beispielsweise weitere 5%, die durch frisches Zeolith ersetzt werden. Der Abzug kann über eine Dosiervorrichtung wie eine Zellenrad schleuse geschehen. Die bei weitem überwiegende Teilmenge der Zeolithe, nach dem vorstehenden Rechenbeispiel 90%, werden dann im Kreislauf ge führt.

Dabei stellt sich eine statistische Verteilung von frischen, teilbeladenen und vollständig beladenen Zeolith-Partikeln ein, was für den erfindungsgemäßen Zweck vollständig ausreichend ist. Es tritt also eine enorme Ersparnis an teurem pulverförmigem Zeolith ein, und die Glasschmelze, die für die Herstel lung von Qualitätsprodukten wie Fensterscheiben, Flaschen, Trinkgläsern u. dgl. vorgesehen ist, wird kaum merklich durch die Zeolithe belastet. Die dann wieder desorbierten und zerstörten Schadstoffe treten ohnehin in Form un schädlicher Gase aus.

Es versteht sich, daß der überlagerte Kreislauf ausreichende Verweilzeiten und Mischungsintensitäten gewährleisten sollte. Dies kann durch entspre chend lange und weite Rohrleitungen geschehen, die dem Vorabscheider vor geschaltet sind, durch das Volumen des Vorabscheiders selbst, ferner durch strömungstechnische Einbauten, die Verwirbelungen verursachen.

Da die Zeolithe nicht oder überwiegend nicht durch den Wärmetauscher ge führt werden müssen, können als Wärmetauscher für die Vorwärmung der Glasrohstoffe sowohl direkte Wärmetauscher mit Kontakt der Abgase mit den Glasrohstoffen als auch indirekte Wärmetauscher, sogenannte Rekuperato ren, verwendet werden, wodurch sich eine sehr breite Anwendungspalette des Verfahrens ergibt, die auch die Trocknung der Glasrohstoffe einschließt.

Dadurch kann man sich die Möglichkeit der Abscheidung von Dioxinen und Furanen mit Zeolith auch in der Glasindustrie sehr gut zunutze machen, wobei gleichzeitig durch Beigabe des beladenen Zeolithes zum Schmelzgut eine quantitative Zerstörung der Schadstoffe erreicht wird.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn

- mindestens ein Teil des adsorbierenden Stoffes mehrfach durch den Kreislauf geführt wird,
- wenn Pulver mit einer mittleren Korngröße zwischen 1 und 200 µ, insbe sondere um 20 µm, verwendet wird.

Sowohl der Vorabscheider, welcher die Form eines Zyklonabscheiders aufwei sen kann, als auch die Rohrleitungen sowie der Elektro- oder Gewebefilter als Feststoffabscheider wirken dann als ein Adsorberaggregat, d. h., das Gas ist im innigen Kontakt mit dem Zeolith-Staub, so daß auf dem Wege vom Wärme tauscher bis zum Gewebe- oder Elektrofilter eine sehr gute Bindung der Dioxi ne und Furane an den Staub erreicht werden kann. Die erforderliche Verweil zeit von 2 Sekunden kann durch die entsprechende Dimensionierung der Gas räume leicht erreicht werden.

Zweckmäßig wird der aus dem Filter stammende Filterstaub in ein Filter staub-Silo über der Fördereinrichtung für die Glasrohstoffe zurückgeführt, so daß auch der Filterstaub den Glasrohstoffen dosiert zugegeben werden kann. Da mit wird auch das Zeolith zurückgeführt und nur die Zeolith-Menge, die von den Scherben mitgenommen wird, wird direkt in die Wanne geführt. Die Glas rohstoffe können auch Glasscherben enthalten. Aufgrund der Feinheit der Zeolithe dürfte sich aber deren Menge auf einen sehr geringen Prozentgehalt belaufen.

Aufgrund der Tatsache, daß die Dioxin- und Furanbelastung in dem Abgas re lativ gering ist, kann dieser Filterstaub sehr oft rezirkuliert werden, bis die ad sorbierende Wirkung nachläßt. Es läßt sich auch ein Gleichgewicht zwischen dem zugeführten Zeolith und den in die Wanne transportierten Zeolithen ein stellen, das gerade einem erforderlichen Adsorptionswirkungsgrad entspricht. Im übrigen kann die rezirkulierte Menge natürlich über die Steuerung der Zu gabe variiert werden.

Mit der Konzentration der Zeolithe im Abgas läßt sich auch der Wirkungsgrad der Abscheidung variieren, so daß die PCDD- und PCDF-Konzentrationen un ter dem gesetzlich geforderten Grenzwert von 0,1 ng/Nm³ gehalten werden können.

Ein Wärmetauscher mit direktem Kontakt der Glasrohstoffe zum Abgas kann auch dazu benutzt werden, SO₂ und HCl abzuscheiden, wenn den Glasroh stoffen Kalziumhydroxid zugemischt wird.

Die gleichzeitige Zugabe von Ca(OH)₂ zu den vorzuwärmenden Glasrohstof fen hat den Vorteil, daß ein großer Teil des gebildeten CaSO₄ und CaCl direkt mit den Glasrohstoffen der Glasschmelzwanne zugeführt und somit der nach geschaltete Feststoffabscheider (Elektro- oder Gewebefilter) entlastet wird, dem normalerweise eine Sorptionsstufe vorgeschaltet ist, was zu einer höhe ren Abscheiderate für das als Adsorbens eingesetzte, sehr fein vorliegende natürliche Zeolith führt.

Es wird demnach empfohlen, ein Silo mit Kalziumhydroxid und ein Filter staub-Silo über der Fördereinrichtung für die Glasrohstoffe zum Wärmetauscher mit direkter Beheizung zu installieren. Unter diesen Silos sollten Waagen installiert werden und darunter wiederum Förderorgane, so daß die Mengen an Kal ziumhydroxid und Filterstaub exakt dosiert den Glasrohstoffen bzw. dem Ab gasstrom kontinuierlich zugegeben werden können.

Die Glasrohstoffe durchlaufen dann als Schüttung den Wärmetauscher, wobei unter gewissen Umständen Dioxine und Furane gebildet werden. Da sich in der Schüttung nun Kalziumhydroxid und im Filterstaub teilweise beladene Zeolithe aus dem Feststoffabscheider befinden, werden sowohl entstehende Dioxine und Furane als auch SO₂ und HCl aus dem Rauchgas direkt ge bunden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens er geben sich aus den übrigen Verfahrensansprüchen.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Erschmelzen von Glas mit ei nem Glasschmelzofen und mindestens einer Einrichtung zur Zugabe von Glasrohstoffen, mit einem Wärmetauscher, der einen Abgaseingang zur Vor wärmung der Glasrohstoffe durch die Ofenabgase und eine Abzugsleitung für die Ofenabgase aufweist, mit einer in die Abzugsleitung mündenden Zugabe vorrichtung für adsorbierende Stoffe und mit einem Feststoffabscheider mit ei nem Feststoffausgang zur Entfernung von Schadstoffen aus den Ofenabga sen.

Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist eine solche Vorrichtung erfindungsge mäß dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Zugabevorrichtung eine Dosiereinrichtung für adsorbierende Stoffe aus der Gruppe der Zeolithe ist,
b) dem Feststoffabscheider mindestens ein Vorabscheider mit einem Fest stoffausgang für den Austrag des überwiegenden Teils der Zeolithe aus den Abgasen vorgeschaltet ist,
c) der Feststoffausgang des Vorabscheiders über einen Zeolith-Kreislauf zur Abzugsleitung zurückgeführt ist,
d) der Feststoffausgang des Feststoffabscheiders über eine Rückführungs leitung mit einem Filterstaub-Silo auf der Beschickungsseite des Wärme tauschers verbunden ist.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn

- der dem Wärmetauscher nachgeschaltete Vorabscheider als Zyklonab scheider ausgeführt ist,
- der Feststoffausgang des Vorabscheiders über den Zeolith-Kreislauf mit einem Zeolith-Silo verbunden ist,
- dem Wärmetauscher eine Zugabevorrichtung für Kalziumhydroxid vorge schaltet ist,
- der Feststoffausgang des Feststoffabscheiders über eine Rückführungs leitung mit einem Filterstaub-Silo verbunden ist, das dem Wärme tauscher vorgeschaltet ist, und wenn
- dem Abgaseingang des Wärmetauschers eine Rückführungsleitung für Abgase aus einer Station zur Heißendvergütung von Produkten aus der Glasschmelze aufgeschaltet ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend an hand der einzigen Figur näher erläutert, die ein mögliches Verfahrensschema ohne maßstäbliche Wertung darstellt. Im vorliegenden Fall wird ein direkter Wärmetauscher verwendet.

In der Figur ist eine Produktionsanlage 1 für Hohlglas dargestellt, zu der ein Glasschmelzofen 2 mit einer Einlegestation 3, einem sogenannten Doghouse, für vorgewärmte Glasrohstoffe gehört (gestrichelte Linie 4). Luft- und Brenn stoffversorgung, Brenner und die üblicherweise vorhandenen Regeneratoren oder Rekuperatoren zur Ausnutzung der Abgaswärme und Aufheizung der Verbrennungsluft sind nicht dargestellt, da bekannt. Als Glasschmelzofen kann auch eine überwiegend oder vollständig elektrisch beheizte Wanne ein gesetzt werden.

Dem Glasschmelzofen 2 ist eine Verarbeitungsstation 5 nachgeschaltet, die beispielhaft als Blasmaschine für Flaschen als Produkte ausgeführt sein kann, und der wiederum eine Station 6 für die Heißendvergütung der Produkte nach geschaltet ist.

Zu den Glasrohstoffen können Glasscherben gehören, die in einem Scher bensilo 7 bereitgestellt werden, das über eine als Horizontal- oder Bandför derer ausgebildete Fördereinrichtung 8 mit einer Beschickungsöffnung 9 eines direkten Wärmetauschers 10 verbunden ist. Dem Scherbensilo 7 folgen zwei Zugabevorrichtungen Z1 und Z2, nämlich ein Silo 11 für Kalziumhydroxid und ein Filterstaub-Silo 12, jedoch ist diese Reihenfolge nicht zwingend. Wiege einrichtungen 11a und 12a dienen zur Dosierung der Silo-Inhalte, deren Men gen im Verhältnis zur Scherbenmenge - jeweils pro Zeiteinheit - gering sind.

Für die Ofenabgase ist eine Abgasleitung 14 vorgesehen, die über einen Ab gaseingang 14a mit dem unteren Bereich des Wärmetauschers 10 verbunden ist, der eine Gas-Verteileinrichtung 15 aufweist.

Der direkte Wärmetauscher 10 ist von klassischer Bauart, d. h., in einem Ge häuse 16 befinden sich gruppenweise V-förmig und mit Abständen angeord nete Leitbleche 17, zwischen denen sich kontinuierlich zwei Säulen der Glas rohstoffe 18 abwärts zu einer regelbaren Entnahmeöffnung 19 bewegen. Der obere Bereich des Wärmetauschers 10 ist mit einer Abzugsleitung 20 verbun den, über die die verbliebenen Komponenten der Ofenabgase, Brüden aus den Glasrohstoffen und feinste Partikel abgezogen werden, zu denen auch ein Teil der bereits beladenen Zeolithe gehört.

Die Ofenabgase werden dadurch - in der Summe - im Gegenstrom zu den Glasrohstoffen 18 nach oben geführt, wobei sie durch die Spalte zwischen den Leitblechen 17 unter Wärmeabgabe durch die Glasrohstoffe 18 hindurchge führt werden. Diese treten mit Raumtemperatur in den Wärmetauscher 10 ein und werden auf Temperaturen erwärmt, die knapp unterhalb der Erweichungs temperatur der Scherben liegen, so daß ein Verkleben derselben vermieden wird. Die Austrittstemperatur der Glasrohstoffe 18 liegt zwischen etwa 400 und 500°C.

Einzelheiten eines indirekten Wärmetauschers sind gleichfalls Stand der Tech nik, so daß sich ein näheres Eingehen hierauf erübrigt (DE 43 01 353 C1).

In die Abzugsleitung 20 mündet eine Leitung 33, die über eine Wiege- und Do siereinrichtung 13a an ein Zeolith-Silo Z3 bzw. 13 angeschlossen ist, und zwar in möglichst geringem Abstand hinter dem Wärmetauscher 10, damit der größte Teil der Länge der Abzugsleitung 20 als Reaktionsraum dient.

Durch den Abgasstrom wird ein Teil der staubförmigen Begleitstoffe der Glas rohstoffe, darunter bereits teilweise beladene Zeolithe und - sofern eingesetzt - das Kalziumhydroxid entgegen dem Stoffstrom als Schwebstoffe nach oben gefördert und bereits hierbei in innige Kontaktierung mit den Ofenabgasen mit ihren umweltschädlichen Komponenten und mit den aus den Glasrohstoffen freigesetzten gasförmigen Schadstoffen gebracht.

Der Rest dieser Begleitstoffe gelangt - nach mindestens teilweiser weiterer Umsetzung mit den Schadstoffkomponenten - in die Glasschmelze im Glas schmelzofen 2 und geht als Glasbildner in dieser Schmelze auf, da die zuge setzten Mengen entsprechend gering sind. Auch das Kalziumhydroxid bzw. seine Verbindungen gehen in der Schmelze auf.

Die Abzugsleitung 20 führt zu einem Vorabscheider 21 für die weitere innige Kontaktierung der abgezogenen Gase und der mitgenommenen Schwebstof fe, zu denen jetzt Frisch-Zeolithe und im Kreislauf geführte, mehr oder weniger beladene Zeolithe aus dem Zeolith-Silo Z3 bzw. 13 hinzukommen. Dieser Vor abscheider 21 ist als Zyklonabscheider 22 mit einem Gasausgang 23 und ei nem Feststoffausgang 24 ausgebildet.

Dieser Feststoffausgang 24 ist über eine Rückführungsleitung 30 mit dem Zeolith-Silo Z3 bzw. 13 verbunden, so daß ein Zeolith-Kreislauf 31 für mehr oder weniger beladene Zeolith-Partikel gebildet wird.

Der Gasausgang 23 des Vorabscheiders 21 ist über eine Leitung 25 mit einem Feststoffabscheider 26 verbunden, der als Elektro- oder Gewebefilter ausge bildet sein kann und über eine Saugleitung 27 an einen Saugzug 28 ange schlossen ist, der die Abgase nach Entfernung von mindestens 95% der Schadstoffe über einen nicht gezeigten Kamin an die Umgebung abführt.

Der Feststoffabscheider 26 ist über einen zweiteiligen Feststoffausgang 29 mit einer Rückführungsleitung 29a verbunden, die zu dem Filterstaub-Silo 12 führt. Die gleiche Rückführungsleitung 29a ist auch mit dem Feststoffausgang 24 des Zyklonabscheiders 22 verbunden, und zwar über eine Dosiereinrich tung 24a, die als Zellenradschleuse ausgebildet ist und über die eine einstell bare Teilmenge der mehr oder weniger beladenen Zeolith-Partikel abgezogen wird. Die Teilmenge kann auch Null betragen.

Es spielt dabei auch keine entscheidende Rolle, daß im Vorabscheider 21 außer den teilbeladenen Zeolithen gegebenenfalls auch andere Schwebstoffe abgeschieden werden, darunter die beschriebenen chemischen Reaktionsstof fe und feinteilige Glasrohstoffe. Durch den ständigen Abzug dieser Stoffe im Schwebezustand über die Leitung 25 oder gegebenenfalls auch über die Do siereinrichtung 24a stellt sich im Zeolith-Kreislauf 31 ein Gleichgewichtszu stand der Mengen aller Komponenten ein, der auf die weiter oben beschrie bene Weise beeinflußbar ist.

Durch den ständigen Abzug eines Teiles der Begleitstoffe mit den Glasrohstof fen über die Entnahmeöffnung 19 entsteht ein ständiger Verbrauch dieser Be gleitstoffe, die durch die Materialien aus den Silos 11, 12 und 13 ersetzt wer den, so daß ein kontinuierlicher Betrieb möglich ist. Es spielt dabei keine Rol le, daß der Filterstaub im Filterstaub-Silo Z2 bzw. 12 und das Zeolith im Zeo lith-Silo Z3 bzw. 13 bereits teilweise umgesetzte Zeolithe enthalten. Da diese ein großes Aufnahmevermögen für Schadstoffe aus der Gruppe Dioxine und Furane besitzen, können die Zeolithe mehrfach im Kreislauf umgewälzt wer den.

Es ist dabei zweckmäßig, dem Vorabscheider 21 und den Leitungen 20 und 25 große Volumina zu geben, um eine ausreichende Verweilzeit für die Kon taktierung von Gasen, Schadstoffen und Schwebstoffen zu gewährleisten. Ei ne Verweilzeit von etwa 2 Sekunden kann als ausreichend angesehen wer den. Zur Intensivierung der Kontaktierung ist es zweckmäßig, in dem Vorab scheider 21 und/oder in den Leitungen 20 und 25 Verwirbelungsorgane vorzu sehen, die jedoch nicht dargestellt sind.

In der Station 6 findet beispielhaft eine Heißendvergütung von Flaschen statt, bei der die Flaschenoberfläche mit heißem Zinnchlorid besprüht wird. Die da bei gebildeten Dämpfe, die Schadstoffe aus der Gruppe Dioxine und Furane enthalten können, werden über eine weitere Leitung 32 in die Abgasleitung 14 bzw. in den direkten Wärmetauscher 10 zurückgeführt und nehmen dadurch an der Umsetzung mit den Schwebstoffen in der bereits beschriebenen Weise teil.

Von Bedeutung ist hierbei, daß letztendlich alle Stoffe, soweit sie nicht als un schädliche Abgase über den Saugzug 28 an die Atmosphäre abgegeben wer den, also Glasrohstoffe, mit Dioxinen und Furanen und gegebenenfalls ande ren Schadstoffen beladene Zeolithe, restliche Komponenten der Filterstäube und gegebenenfalls Kalziumhydroxid und/oder dessen Reaktionsprodukte mit Schwefel und Chlor über die Entnahmeöffnung 19 und den Transportweg ge mäß der gestrichelten Linie 4 dem Glasschmelzofen 2 zugeführt werden.

Bezugszeichenliste

1 Produktionsanlage
2 Glasschmelzofen
3 Einlegestation
4 Gestrichelte Linie
5 Verarbeitungsstation
6 Station (für Heißendvergütung)
7 Scherbensilo
8 Fördereinrichtung
9 Beschickungsöffnung
10 Wärmetauscher
11 Silo für Kalziumhydroxid
11a Wiegeeinrichtung
12 Filterstaub-Silo
12a Wiegeeinrichtung
13 Zeolith-Silo
13a Wiegeeinrichtung
14 Abgasleitung
14a Abgaseingang
15 Gas-Verteileinrichtung
16 Gehäuse
17 Leitbleche
18 Glasrohstoffe
19 Entnahmeöffnung
20 Abzugsleitung
21 Vorabscheider
22 Zyklonabscheider
23 Gasausgang
24 Feststoffausgang
24a Dosiereinrichtung
25 Leitung
26 Feststoffabscheider
27 Saugleitung
28 Saugzug
29 Feststoffausgang
29a Rückführungsleitung
30 Rückführungsleitung
31 Zeolith-Kreislauf
32 Leitung
33 Leitung

Claims

1. Verfahren zum Erschmelzen von Glas in einem Glasschmelzofen (2) un ter Zugabe von Glasrohstoffen, die in einem Wärmetauscher (10) durch die Ofenabgase vorgewärmt werden, wobei eine Entfernung von Schad stoffen aus den Ofenabgasen durch Zugabe mindestens eines adsorbie renden Stoffs und durch Filterung in einem Feststoffabscheider (26) er folgt und wobei die Filterstäube den Glasrohstoffen wieder zugeführt wer den, dadurch gekennzeichnet, daß

a) als adsorbierender Stoff mindestens ein pulverförmiger Stoff aus der Gruppe der Zeolithe verwendet wird,
b) frische Zeolithe den Abgasen hinter dem Wärmetauscher (10) zugesetzt und mit den Abgasen im Schwebezustand durch einen Vorabscheider (21) geführt werden, aus dem der überwiegende Teil der teilbeladenen Zeolithe abgeschieden, abgezogen und dem Abgasstrom hinter dem Wärmetauscher (10) in einem Zeolith-Kreislauf (31) wieder beigemischt wird,
c) die Abgase aus dem Vorabscheider (21) mit der nicht aus diesen abge zogenen Teilmenge an Zeolithen dem Feststoffabscheider (26) zugeführt werden, in dem die mit den Schadstoffen beladenen Zeolithe als Filter staub aufgefangen und dem Glasrohstoff zugeführt werden, und daß
d) die an den Feststoffabscheider (26) abgegebene Teilmenge der Zeolithe durch Zugabe frischer Zeolithe hinter dem Wärmetauscher (10) ergänzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Zeolithe mehrfach durch den Kreislauf (31) geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zeolith-Pul ver mit einer mittleren Korngröße zwischen 1 und 200 µ verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorab scheider (21) ein Zyklonabscheider (22) verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Zeolith-Kreislauf (31) ständig eine weitere Teilmenge der abgeschiede nen Zeolithe abgezogen und den Glasrohstoffen zugeführt wird, und daß diese weitere Teilmenge gleichfalls durch frische Zeolithe ergänzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Glas rohstoffen vor dem Wärmetauscher (10) zur Bindung von Abgaskompo nenten aus der Gruppe Schwefel- und Chlorverbindungen Kalzium hydroxid zugesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Ofen abgasen vor dem Eintritt in den Wärmetauscher (10) Abgase aus der Heißendvergütung von Endprodukten aus der Glasschmelze zugeführt werden.

8. Vorrichtung zum Erschmelzen von Glas mit einem Glasschmelzofen (2) und mindestens einer Einrichtung (7) zur Zugabe von Glasrohstoffen, mit einem Wärmetauscher (10), der einen Abgaseingang (14a) zur Vorwär mung der Glasrohstoffe durch die Ofenabgase und eine Abzugsleitung (20) für die Ofenabgase aufweist, mit einer in die Abzugsleitung (20) mündenden Zugabevorrichtung (Z3, 13) für adsorbierende Stoffe und mit einem Feststoffabscheider (26) mit einem Feststoffausgang (29) zur Ent fernung von Schadstoffen aus den Ofenabgasen, dadurch gekenn zeichnet, daß

a) die Zugabevorrichtung (Z3, 13) eine Dosiereinrichtung (13a) für adsorbie rende Stoffe aus der Gruppe der Zeolithe ist,
b) dem Feststoffabscheider (26) mindestens ein Vorabscheider (21) mit ei nem Feststoffausgang (24) für den Austrag des überwiegenden Teils der Zeolithe aus den Abgasen vorgeschaltet ist,
c) der Feststoffausgang (24) des Vorabscheiders (21) über einen Zeolith-Kreislauf (31) zur Abzugsleitung (20) zugerückgeführt ist,
d) der Feststoffausgang (29) des Feststoffabscheiders (26) über eine Rück führungsleitung (29a) mit einem Filterstaub-Silo (Z2, 12) auf der Be schickungsseite des Wärmetauschers (10) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Wärmetauscher (10) nachgeschaltete Vorabscheider (21) als Zyklonab scheider (22) ausgeführt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fest stoffausgang (24) des Vorabscheiders (21) über den Zeolith-Kreislauf (31) mit einem Zeolith-Silo (Z3, 13) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fest stoffausgang (24) des Vorabscheiders (21) über eine Dosiereinrichtung (24a) mit der Rückführungsleitung (29a) zum Filterstaub-Silo (Z2, 12) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wär metauscher (10) eine Zugabevorrichtung (Z1, 11) für Kalziumhydroxid vorgeschaltet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ab gaseingang (14a) des Wärmetauschers (10) eine Rückführungsleitung (32) für Abgase aus einer Station (6) zur Heißendvergütung von Produk ten aus der Glasschmelze aufgeschaltet ist.